濕法磷酸培訓(xùn)內(nèi)容磷酸的性質(zhì)磷酸的用途磷酸的生產(chǎn)方法濕法磷酸的開展史835工程情況簡(jiǎn)介濕法磷酸生產(chǎn)流程分類濕法磷酸生產(chǎn)的理論根底主要生產(chǎn)原料濕法磷酸生產(chǎn)的化學(xué)反響酸解過(guò)程工藝條件的選擇濕法磷酸主要工藝技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算二水物法濕法磷酸生產(chǎn)工藝流程濕法磷酸濃縮濕法磷酸的凈化磷酸的性質(zhì)磷酸是由五氧化二磷〔P2O5〕與水反響得到的化合物。一般情況下，磷酸系正磷酸的簡(jiǎn)稱，其分子式為H3PO4。五氧化二磷結(jié)合的水的比例低于正磷酸時(shí)可形成焦磷酸〔H4P2O7〕、三聚磷酸〔H5P3O10〕、四聚磷酸〔H6P4O13〕、偏磷酸〔HPO3〕和多聚偏磷酸〔HPO3〕n等。磷酸是三元酸，可以生成三種不同的取代鹽，即一代磷酸鹽XH2PO4，二代磷酸鹽X2HPO4和三代磷酸鹽X3PO4。磷酸為中強(qiáng)三元酸，具有酸的一切通性，在室溫下磷酸的化學(xué)性質(zhì)是很活潑的。高溫下磷酸可能與大局部金屬及其氧化物發(fā)生化學(xué)反響。當(dāng)加熱至呈漿狀時(shí)，磷酸能侵蝕石英。磷酸的氧化能力很弱，即使在350~400℃下，與氫、碳等強(qiáng)復(fù)原劑作用也不發(fā)生明顯的化學(xué)反響。純磷酸在常溫下為透明單斜結(jié)晶，在空氣中易潮解，密度1.88g/cm3，熔點(diǎn)42.4℃，含P2O572.4%。磷酸的用途濕法磷酸的開展史濕法磷酸批量生產(chǎn)用于肥料及其他工業(yè)，迄今已有一百多年歷史。1870~1872年間在德國(guó)首次開始生產(chǎn)，為間歇生產(chǎn)。40年代，特別是二戰(zhàn)以后，世界濕法磷酸的生產(chǎn)技術(shù)取得了明顯進(jìn)展，〔1〕新的生產(chǎn)流程不斷涌現(xiàn)，逐步取代了30年代的道爾流程?！?〕生產(chǎn)設(shè)備不斷更新、強(qiáng)化?！?〕60年代，單系列生產(chǎn)能力不斷擴(kuò)大，出現(xiàn)日產(chǎn)1000噸P2O5的生產(chǎn)裝置?！?〕出現(xiàn)大量再結(jié)晶流程。我國(guó)濕法磷酸工業(yè)始于1953年，迄今只有四十余年的歷史。經(jīng)過(guò)多年研究，1963年完成二水法中間試驗(yàn)并在南京建成50t/d磷酸示范性工廠，然后在全國(guó)推廣。“七五〞和“八五〞期間，為大力開展我國(guó)磷肥工業(yè)，先后利用引進(jìn)技術(shù)及我國(guó)自行開發(fā)的技術(shù)興建了一大批磷酸工廠。大型裝置的建設(shè)情況工藝技術(shù)設(shè)計(jì)能力t/dP2O5建廠數(shù)建設(shè)單位國(guó)內(nèi)技術(shù)10003云南三環(huán)國(guó)內(nèi)技術(shù)10001甕福磷肥廠國(guó)內(nèi)技術(shù)10002富瑞國(guó)內(nèi)技術(shù)10001開陽(yáng)磷肥廠國(guó)外技術(shù)10001甕福磷肥廠濕法磷生產(chǎn)流程分類按操作方式不同分為：間歇操作流程；連續(xù)操作流程。按反響槽型及數(shù)量不同分為：多槽流程；單槽流程；同心圓單槽流程；多室單槽流程。按反響槽料漿冷卻方法不同分為：真空冷卻流程；鼓風(fēng)冷卻流程。按硫酸鈣水合結(jié)晶的不同分為：二水物流程；半水物流程；無(wú)水物流程；二水—半水再結(jié)晶流程；半水—二水再結(jié)晶流程。濕法磷酸生產(chǎn)的理論根底主要生產(chǎn)原料硫酸硫酸，H2SO4，相對(duì)分子質(zhì)量98.078，外觀為無(wú)色透明的油狀液體密度〔20℃〕為1.8305g/cm3。由硫酸裝置供給，通常濃度為98%。磷礦漿由450浮選廠供給。磷礦石，其化學(xué)式為Ca5F〔PO4〕3。在工業(yè)上把具有工業(yè)開采價(jià)值的磷酸鹽礦床通稱為磷礦。磷灰石晶體磷礦質(zhì)量的評(píng)價(jià)磷礦質(zhì)量的評(píng)價(jià)磷礦的品位磷礦的品位是指磷礦中P2O5的含量，P2O5的含量要求越高越好。中國(guó)習(xí)慣上以P2O5的百分含量計(jì)。國(guó)際上那么常用BPL含量來(lái)表示，即將磷礦的P2O5折合成磷酸三鈣Ca3〔PO4〕2的含量來(lái)表示，磷酸三鈣P2O5理論含量為45.76%，因此磷礦中含0.4576%P2O5時(shí)表示為1%BPL。兩種表示方法可按下式換算：%BPL×0.4576=%P2O5富礦一般為含P2O5在30%以上，中品位礦含P2O5在26%—30%之間；貧礦含P2O5低于26%。磷礦P2O5品位的上下主要影響經(jīng)濟(jì)效益，在磷酸生產(chǎn)中品位又是決定系統(tǒng)水平衡的重要因素。磷礦中有害雜質(zhì)含量磷礦中含有多種雜質(zhì)，如鐵、鋁、鎂、錳、釩、鍶、鈉、鉀等金屬離子，有的還含少量放射性元素鈾、釷及少量稀土金屬鈰、鑭、鐿的化合物，在酸根離子中那么有碳酸鹽、硅酸鹽〔或SiO2〕，氟根〔有時(shí)氟全部或局部為氯或碳酸根所代替〕和硫酸鹽及有機(jī)物等。磷礦中雜質(zhì)種類雖然很多，但影響較大的通常是鐵、鋁、鎂三種，其次是碳酸鹽、有機(jī)物、分散性泥質(zhì)和氯等。磷礦中的CaO含量磷礦中的CaO含量〔以CaO/P2O5比值反映〕。消耗硫酸的決定因素；CaO含量越高，硫酸消耗量越大，石膏值增大，過(guò)濾負(fù)荷相應(yīng)增大。因此，要求CaO/P2O5比值接近純氟磷灰石Ca5F〔PO4〕3中的CaO/P2O5的理論比值，其質(zhì)量比為1.31，摩爾比為3.33。磷礦中的倍半氧化物R2O3含量倍半氧化物是指磷礦中鐵、鋁氧化物的含量，常以R2O3〔R代表Fe與Al〕表示。濕法磷酸生產(chǎn)中，鐵和鋁不僅干擾硫酸鈣結(jié)晶的成長(zhǎng)，還使磷酸形成淤渣，尤其是在濃縮磷酸中更為嚴(yán)重。其沉淀或隨石膏排出都將使P2O5遭到較大損失。生成鐵和鋁的復(fù)雜磷酸鹽結(jié)晶細(xì)小，不但增加溶液和料漿的粘度而且容易堵塞濾布和濾餅孔隙，還會(huì)給后加工工序帶來(lái)困難。影響磷酸產(chǎn)品質(zhì)量。磷礦中的MgO含量磷礦的鎂鹽〔以MgO表示〕經(jīng)反響后一般全部溶解并存在于磷酸中，濃縮后也不易析出。使磷酸粘度劇烈增大；影響硫酸鈣結(jié)晶的均勻成長(zhǎng)；增加過(guò)濾困難；增加硫酸消耗；影響產(chǎn)品物理性，降低產(chǎn)品水溶性，使產(chǎn)品質(zhì)量下降。磷礦中的MgO含量已成為酸法加工評(píng)價(jià)磷礦質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。硅及酸不溶物的含量磷礦中總是含有不等量的SiO2，多以酸不溶物形態(tài)存在?；钚暂^大的SiO2很容易使氫氟酸生成氟硅酸〔H2SiF6〕，減小對(duì)金屬材料的腐蝕性。但是過(guò)量的SiO2是有害的，一方面濕法磷酸中呈膠狀的硅酸會(huì)影響磷石膏的過(guò)濾；另一方面增加磷礦硬度，降低磨機(jī)生產(chǎn)能力，增加設(shè)備的磨損。酸不溶物與磷石膏沉淀，易堵塞濾布，使過(guò)濾機(jī)能力下降。有機(jī)物與碳酸鹽的含量碳酸鹽與有機(jī)物使反響過(guò)程產(chǎn)生氣泡，泡沫使反響槽有效容積降低。有機(jī)物因炭化而生成極細(xì)小的炭粒，極易堵塞濾布，減少濾餅孔隙率，使過(guò)濾強(qiáng)度降低，還會(huì)影響產(chǎn)品酸的色澤。其它組分氟是磷礦組成中的主要成分，通常與P2O5含量按一定的比例而存在，故氟含量一般不作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。主要是對(duì)設(shè)備有腐蝕作用。氯含量稍高時(shí)對(duì)設(shè)備有較強(qiáng)腐蝕。Na2O、K2O在生產(chǎn)會(huì)與氟硅酸生成氟硅酸鹽結(jié)垢，造成管道堵塞；磷礦中錳、釩、鋅等元素的含量一般均很少，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有多大影響。至于鈾、鈰等稀有元素長(zhǎng)期接觸會(huì)損害人們的健康，由于它們?cè)趪?guó)防工業(yè)上有特的用途，當(dāng)其含量到達(dá)120mg/kg時(shí)，可以在加工過(guò)程中加以回收。磷礦的可選性、反響活性、抗阻緩性及發(fā)泡性

磷礦的可選性有些磷礦雖然品位較低，過(guò)通擦洗、浮選法或其它較簡(jiǎn)單的選礦工藝，就可以得到質(zhì)量較好、本錢較低的精礦，仍然是可取的。磷礦的反響活性、抗阻緩性及發(fā)泡性磷礦的反響活性、抗阻緩性及發(fā)泡性將影響設(shè)備的生產(chǎn)強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)效益和工藝操作指標(biāo)。磷礦質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)以上分析說(shuō)明，評(píng)價(jià)一種磷礦的質(zhì)量不能只考慮品位上下，還要對(duì)其有害雜質(zhì)的含量、可選性、反響性、抗阻緩性及發(fā)泡性等進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)。磷礦的可選性、反響活性、抗阻緩性及發(fā)泡性等，雖然也是評(píng)價(jià)磷礦質(zhì)量的因素，但與磷礦品位及有害雜質(zhì)含量?jī)蓚€(gè)最重要的影響因素相比，是次要的，故一般不作評(píng)價(jià)，只在特殊情況下才作綜合考慮。濕法磷酸生產(chǎn)的化學(xué)反響主反響：CaF(PO4)3+5H2SO4+10H2O=3H3PO4+HF+5CaSO4·2H2O副反響：6HF+SiO2=H2SiF6+2H2OH2SiF6=SiF4+2HFCaCO3+H2SO4+H2O=CaSO4·2H2O+CO2MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2Fe2O3+2H3PO4=2FePO4+3H2OAl2O3+2H3PO4=2AlPO4+3H2O〔Na、K〕2O+H2SiF6=〔Na、K〕2SiF6+H2O酸解過(guò)程工藝條件的選擇1、液相SO3含量2、反響溫度3、液相P2O5含量4、料漿液固比5、回漿6、攪拌強(qiáng)度7、反響時(shí)間8、礦粉細(xì)度酸解過(guò)程工藝條件的選擇上述8個(gè)工藝條件是互相聯(lián)系，相輔相成的，不可孤立地、片面地去看某一條件，搞好各項(xiàng)指標(biāo)的協(xié)調(diào)極為重要?；貪{倍數(shù)、攪拌強(qiáng)度和設(shè)備容積又是由設(shè)計(jì)給定的。因此，在生產(chǎn)工藝上能調(diào)整的僅有SO3含量、P2O5含量、反響溫度、料漿液固比、反響時(shí)間、礦粉細(xì)度等6個(gè)指標(biāo)，而投礦量和礦粉細(xì)度在正常生產(chǎn)中它是穩(wěn)定變的，故生產(chǎn)中主要控制的是SO3含量、P2O5含量、反響溫度、料漿液固比這4個(gè)主要工藝指標(biāo)。濕法磷酸主要工藝技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算石膏值的計(jì)算單位質(zhì)量磷礦酸解后獲得的磷石膏質(zhì)量稱為石膏值。100份磷礦粉的磷石膏值為：P磷石膏=〔100×CaO%×172.1〕/56+100×Ai%式中：P磷石膏——100份磷礦所得的磷石膏值172.1——CaSO4.2H2O的摩爾質(zhì)量Ai%——酸不溶物確實(shí)含量56——氧化鈣摩爾質(zhì)量三大技術(shù)指標(biāo)的計(jì)算1、轉(zhuǎn)化率K轉(zhuǎn)化={100一P2O5〔石膏中非水溶性〕×P磷石膏/P2O5〔磷礦粉中〕}%2、洗滌率k洗滌={100-P2O5〔石膏中水溶性〕×P磷石膏/P2O5〔磷礦粉中〕}%3、回收率〔磷得率〕K回收=K轉(zhuǎn)化×k洗滌×〔1-K機(jī)損〕二水物法濕法磷酸生產(chǎn)工藝流程概述二水物流程是濕法磷酸生產(chǎn)中應(yīng)用最早、最為廣泛的流程，根據(jù)80年代初期的統(tǒng)計(jì)，采用二水物流程的工廠占80%，產(chǎn)量所占比例更大。二水物流程出現(xiàn)了有各自不同特點(diǎn)的很多流程，工業(yè)上應(yīng)用較多的有兩三種流程，如普萊昂流程、羅納普朗克流程、吉科布斯-道爾科流程等，其中普萊昂流程被采用的數(shù)目最多，規(guī)模最大。我公司磷酸生產(chǎn)采用的是普萊昂流程。至反響礦漿槽礦漿來(lái)自450濃密機(jī)礦漿槽至過(guò)濾濃密工序反應(yīng)料漿M濃硫酸稀磷酸自稀酸貯槽淤漿磷礦漿MMMMMMM工藝氣體去尾洗反響工序【萃取】去過(guò)濾機(jī)反應(yīng)料漿去過(guò)濾機(jī)MMM反響工序【消化】除沫器反應(yīng)工序【氣體冷凝】預(yù)洗滌器循環(huán)水回水自低位閃冷器池水預(yù)冷凝器循環(huán)冷卻水去過(guò)濾機(jī)作濾餅洗水冷凝器尾氣來(lái)自消化槽第一洗滌塔第二洗滌塔排空至濾布洗滌槽補(bǔ)水反應(yīng)工序【尾氣洗滌】尾氣來(lái)自過(guò)濾

初濾區(qū)過(guò)濾區(qū)一洗區(qū)二洗區(qū)三洗區(qū)濾布洗滌區(qū)

過(guò)濾工序【過(guò)濾】尾氣循環(huán)冷卻水濾餅洗水循環(huán)回水至石膏再漿槽稀磷酸返酸去集水槽至V33103濕法磷酸濃縮概述我們采用二水法生產(chǎn)的磷酸濃度為24~26%P2O5，這種酸還不能滿足MDCP的生產(chǎn)要求，需要將其濃縮至46~48%P2O5。磷酸濃縮有直接傳熱和間接傳熱兩種方法，前一種現(xiàn)在已很少采用，后一種通常以蒸汽為加熱介質(zhì)，通過(guò)換熱器加熱磷酸使水分蒸發(fā)。目前絕大局部采用強(qiáng)制循環(huán)真空閃蒸工藝。去第一氟吸收器稀磷酸冷凝液至脫鹽水濃磷酸脫鹽水M濃縮